Процессор Apple A15 Bionic¶
Процессор Apple A15 Bionic — однокристальная система (SoC), разработанная компанией Apple и используемая в линейке смартфонов iPhone 13, представленной в сентябре 2021 года. Чип изготовлен по 5-нанометровому техпроцессу второго поколения (N5P) компанией TSMC и содержит около 15 миллиардов транзисторов. A15 Bionic стал преемником A14 Bionic и отличается повышенной энергоэффективностью и производительностью графического процессора по сравнению с предшественником.
¶Структура и характеристики
A15 Bionic объединяет центральный процессор, графический процессор, нейронный движок, блок обработки изображений (ISP), контроллер памяти и другие компоненты на одном кристалле.
¶Центральный процессор
CPU состоит из шести ядер в конфигурации 2 + 4:
- 2 высокопроизводительных ядра (кодовое имя Avalanche) — работают на повышенных частотах и отвечают за ресурсоёмкие задачи;
- 4 энергоэффективных ядра (кодовое имя Blizzard) — используются для фоновых и простых операций.
По заявлению Apple, CPU A15 примерно на 40 % быстрее аналогичного узла в A14 Bionic и примерно на 50 % превосходит по производительности процессоры конкурентов на момент выхода iPhone 13.
¶Графический процессор
GPU A15 Bionic содержит 5 ядер в версии, применяемой в iPhone 13 и iPhone 13 mini, и 6 ядер — в iPhone 13 Pro и iPhone 13 Pro Max. Шестиядерный вариант обеспечивает прирост графической производительности около 40 % относительно A14. Разница в количестве ядер стала одним из ключевых различий между базовой и Pro-моделями линейки: Pro-версии поддерживали более demanding-сценарии, включая съёмку в ProRes и частоту обновления дисплея ProMotion до 120 Гц.
¶Нейронный движок
16-ядерный нейронный движок (Neural Engine) выполняет до 15,8 триллиона операций в секунду — примерно на 60 % больше, чем A14. Он используется для задач машинного обучения: обработки фотографий в режиме «Ночной режим», работы функции «Глубина» в камере, распознавания речи, анализа движений и других сценариев.
¶Прочие блоки
- ISP (Image Signal Processor) — обрабатывает сигнал с камер, обеспечивает вычислительную фотографию;
- модем — в iPhone 13 использовался внешний модем Qualcomm Snapdragon X60 с поддержкой 5G (диапазоны sub-6 ГГц и mmWave в североамериканских версиях);
- контроллер памяти — поддерживает LPDDR4X-оперативную память объёмом 4 ГБ во всех моделях iPhone 13.
¶Техпроцесс
A15 Bionic произведён по 5-нм технологии N5P компании TSMC. По сравнению с первым 5-нм процессом N5, N5P обеспечивает прирост производительности примерно на 5 % при снижении энергопотребления примерно на 10 %. Число транзисторов выросло до ~15 млрд против ~11,8 млрд у A14.
¶Сравнение с предшественником
| Параметр | A14 Bionic | A15 Bionic |
|---|---|---|
| Техпроцесс | 5 нм (N5) | 5 нм (N5P) |
| Транзисторы | ~11,8 млрд | ~15 млрд |
| CPU | 6 ядер (2+4) | 6 ядер (2+4) |
| GPU | 4 ядра | 5 или 6 ядер |
| Neural Engine | 16 ядер, 11 TOPS | 16 ядер, 15,8 TOPS |
¶Применение
Помимо линейки iPhone 13, A15 Bionic нашёл применение в третьем поколении iPhone SE (2022 года) и в смартфоне iPhone 14 в базовой комплектации. В iPhone 14 Pro и iPhone 14 Pro Max A15 был заменён на A16 Bionic, произведённый по 4-нм техпроцессу.
¶Значение
A15 Bionic стал одним из самых энергоэффективных мобильных чипов своего поколения. По результатам независимых тестов, iPhone 13 с A15 показывал заметный прирост автономности по сравнению с iPhone 12 с A14, что отчасти объясняется комбинацией нового техпроцесса и более ёмкого аккумулятора. Чип также обеспечил аппаратную базу для функций вычислительной фотографии, таких как Photographic Styles и улучшенный Smart HDR 4.
Источники:
- Официальная документация Apple (технические характеристики iPhone 13 и чипа A15 Bionic)
- AnandTech — обзоры архитектуры Apple A-серии
- TechInsights — аналитические материалы по техпроцессам TSMC
- Notebookcheck — сравнительные тесты производительности мобильных SoC